[论文]程伟—开题报告

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1、【打印】【设置】【返回】【关闭】研究生文献综述及学位论文选题报告学    院：自动化学院 专    业：控制理论与控制工程 研 究 生：程伟 学位类别：学历硕士 指导教师：段其昌 入学年月：2007-09-10  重庆大学研究生院                  年    月    日                  一、论文选题报告（申请时间：2009年02月22日）论文题目：基于滑模变结构控制的通用小型汽油机数字式电子调速器开发研究方向：课题来源：合同编号：经费数（万元）：0.0题目类型：应用研究自选报告内容：1.文献综述①国内外现状从十八世纪

2、以来，动力机械上的转速调节装置即调速器共经历了四代产品[1,2,3],分别是离心式机械调速器，机械液压式调速器，模拟电子调速器和数字式电子调速器。其中，第四代调速器——数字式电子调速器是从二十世纪80年代开始出现的，它是以微处理器为核心的电子调速器。在此种调速器中，控制器由专门的控制用微处理器和一系列输入、输出接口电路所构成。除了各输入输出信号的转换外，系统的各项控制与调节功能主要靠软件编程实现。因而，它对硬件的依靠程度大大降低，只需改变控制软件和配置必要的接口，就可以用于各种系统完成不同的控制功能，这一特点决定了它具有极强的适应性和功能扩展能力。近年

3、来，国内外对大功率柴油机的电子调速系统进行了较多的研究，并出现了一些具有代表性的调速器产品[4-13]：如挪威NORCON公司用于低速船用柴油机上的DGS8800e调速系统，德国MTU公司用于高中速柴油机上的8082电子调速器，德国HEINZMANN公司的E100/E200数字式电子调速器，日本石川芝浦公司的DELCOS带微处理器的电子调速器以及美国CATERPILLAR牵引机公司的PEEC、WOODWARD公司的723数字式电子调速器，HEINZMANN公司的E100型数字式电子调速器等。在国内，也在引进消化国外产品的基础上取得了一些成果[14,15

4、,16]。相较于柴油机，由于汽油机的转速高、转动惯量小，启动、突加或突减负载时的扰动大，以及化油器静态特性的非线性和动态特性中的过渡性能差等多方面的原因，使得汽油机的数字电子调速器的研究与柴油机的相比技术难度更大，因此，到目前为此汽油机的调速器大多采用的仍是机械式调速器[17,18,19]。至于性能更为优越的汽油机用智能数字调速器，国内外公开的文献报道较少。近年来，为适应发电机组“小型化”和节能的要求，采用高速汽油机、永磁中频发电机和逆变技术成为小型及便携式发电机组的发展方向。国际上，日本“本田”和“雅马哈”公司相继推出了永磁逆变发电机组系列产品，深受

5、市场欢迎。其中就采用了数字电子调速器，它不仅体积小，控制方便，更重要的是数字电子调速器能随着汽油机负载的变化而调节汽油机的转速，以达到明显节能和提高系统性能的作用，这是传统机械式调速器无法做到的。一些国外的研究机构从构建汽油发电机的模型入手，对适用于汽油发电机控制的多种控制方法进行了研究[20,21,22]，但最终大多数的算法都是基于PID及其改进型的，其控制电路以分立元件为主，产品主要是针对具体机型，没有通用定型产品。在国内，也有一些科研单位和院校开始了有关汽油机数字电子调速器的研究，如福建农林大学研制出了用于KGE1000Ti汽油发电机组的数字电子

6、调速器[23]，武汉理工大学进行的小功率汽油发电机组数字电子调速器[24]的研究等，但由于对工程应用重视不够，这些研究成果目前大部分仍停留在原理性样机或实验室阶段，还没有批量化的产品出现，与世界的先进水平存在着比较大的差距。②课题学术和实用意义调速器作为发动机控制核心，能根据发动机负载变化情况自动地调节发动机循环供油量，保持发动机的转速稳定，从而保证发动机具有良好的工作性能。用数字电子调速器取代机械调速器是柴油机电控技术中研究开发的最早最适用的项目。而对于发电机组这样的固定作业机械来说，调速器性能的优劣，则直接影响整台设备的稳定性、可靠性和安全性指标。

7、归纳近年来国内和国外内燃机电站所配用的发电机调速器的种类分布情况可知：12千瓦以上的大功率电站的原动机普遍为柴油机，几乎全部采用电子调速器和机械—液压式调速器；6千瓦以下的中小功率发电机组的调速装置一般采用传统的机械调速器，并且其中1千瓦以下的轻型便携式发电机组全部采用汽油机作为动力。汽油发电机组是由汽油发动机拖动发电机向外部负载供电的，负载要求发电机产生的交流电压和频率越稳定越好，电压与频率直接受发动机转速的影响，发动机转速如不稳，则发电机产生的交流电压和频率也不稳，这种忽高忽低的电压和频率作为电源提供给用电设备，势必影响用电设备的使用效果，甚至损坏

8、设备，因此，要求汽油发电机组中的发动机在额定功率范围内的各种负载下都能具有稳定的转速，而发动机